package DataStructure;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @time: 2021/4/19/019 22:08
 * @author: Zhurunhe
 */
public class PolandNotation {

    public static void main(String[] args) {
        //将中缀表达式转为后缀表达式
        //1.将(3+4)*5-6 ==> 3 4 + 5 * 6 -
        //2.先将Str表达式保存为中缀表达式的list 即ArrayList[(，3，+，4，)，*，5，-，6]
        //3.再进行转换ArrayList[3 4 + 5 * 6 -]
        String str = "(3+4)*5-6";
        List<String> list1=toInfixExpression(str);
        System.out.println(list1);
        List<String> list2=praseSuffixExpression(list1);
        System.out.println(list2);



        //定义一个逆波兰表达式(3+4)*5-6 ==> 3 4 + 5 * 6 -
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";
        //思路：
        //1.先将“3 4 + 5 * 6 -”放入到ArrayList中
        //2.将ArrayList传递到一个方法，遍历ArrayList 配合栈完成计算
        List<String> rpnList = getListString(suffixExpression);
        System.out.println("rpnList=" + rpnList);

        int res = calculate(rpnList);
        System.out.println(res);

    }

    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符放入到ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression) {
        //将suffixExpression分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }

    //将str表达式转为中缀表达式的list集合
    public static List<String> toInfixExpression(String s) {
        //定义一个list 存放中缀表达式对应的内容
        List<String> ls = new ArrayList<String>();
        int i = 0;//指针 用于遍历中缀表达式字符串
        String str;//多位数的拼接
        char c;//每遍历一个字符，就用c记录
        do {
            //如果c是一个非数字 直接加入ls
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                ls.add("" + c);
                i++;//后移
            } else {//考虑多位数
                str = "";//先将str置为“”
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {
                    //如30+4 先获取3 str=3 ==》 内部循环再次扫描到0 str=30 ==》然后扫描到+ 退出内循环 i则指向的是+位置 而str的值为30
                    str += c;//拼接
                    i++;
                }
                ls.add(str);

            }
        } while (i < s.length());
        return ls;

    }

    //进行转换ArrayList[3 4 + 5 * 6 -]
    public static List<String> praseSuffixExpression(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>();//符号栈
        //在整个转换过程中，没有pop操作，而且在最后需要进行逆序输出，较麻烦，
        //因此s2栈可以使用ArrayList替代
        //Stack<String> s2=new Stack<String>();//数字栈
        List<String> s2 = new ArrayList<String>();

        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数 直接加入到s2
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                //如果是“）”括号，则依次弹出s1中运算符并压入到s2中，此时将这一对括号丢掉
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//将“（”丢弃 消除小括号
            } else {
                //当item的优先级<=s1栈顶的优先级，将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中
                while (s1.size() != 0 &&Operation.getValues(s1.peek())>=Operation.getValues(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }

                //将item压入到栈
                s1.push(item);
            }

        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出加入s2中
        while (s1.size()!=0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        //最后返回的list 则是最终的后缀表达式
        return s2;

    }

    //计算
    public static int calculate(List<String> ls) {
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        for (String item : ls) {
            //使用正则表达式来取数据
            if (item.matches("\\d+")) {//匹配的是多位数
                //入栈
                stack.push(item);
            } else {
                //pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //计算后的结果需要重新加入到栈中
                stack.push("" + res);
            }
        }
        //最后留在栈中的数据为最终结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;
    public static int getValues(String operation){
        int result=0;
        switch (operation){
            case "+":
                result=ADD;
                break;
            case "-":
                result=SUB;
                break;
            case "*":
                result=MUL;
                break;
            case "/":
                result=DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}